Spatio-temporal variation in the growth of coral fragments of opportunity in the Eastern Tropical Pacific: implications for coral reef restoration

ABSTRACT

Introduction: Coral-reef communities are considered one of the most biodiverse, but also most threatened, marine ecosystems, and the accelerating loss of habitat over the past decades warrants active intervention. Objective: The present study demonstrates the successful implementation of a low-impact restoration technique in three Central Mexican Pacific degraded coral communities, using a protocol based on natural fragmentation (''fragments of opportunity") of the branching coral Pocillopora spp., considered the most abundant and primary carbonate-producing coral species of the Eastern Tropical Pacific. Methods: The restoration program was implemented in two offshore and one inshore coraline areas. The relationships between seawater temperature and coral survival, growth, and attachment rate were assessed over one year, with 183 fragments monitored each month. Results: The mean coral growth rate was 3.3 ± 0.1 mm mo-1, with annual growth rates in length and width of 39.9 ± 14.2 and 36.5 ± 19.5 mm yr-1, respectively. Self-attachment efficiency was 78 % and the survival rate was high (84 %). The growth rate differed significantly among reefs. Conclusions: Upon monitoring directly fragmented corals over a year, growth rates were deemed high enough to merit active restoration in the region. However, our data show that structural and abiotic differences and seasonal variability must be considered overall in successful long-term coral community restoration initiatives in the eastern Pacific region.

RESUMEN

Introducción: Las comunidades de arrecifes de coral se consideran uno de los ecosistemas marinos con mayor biodiversidad, pero también los más amenazados, y la pérdida acelerada de hábitat en las últimas décadas justifica la implementación de una intervención activa. Objetivo: El presente estudio demuestra la implementación exitosa de una técnica de restauración de bajo impacto basada en la fragmentación natural (''fragmentos de oportunidad") del coral ramificado Pocillopora spp., la cual es la especie coralina más abundante y principal productora de carbonato del Pacífico Oriental Tropical. Métodos: El programa de restauración se implementó en dos sitios lejos de la costa y un sitio cercano a la costa, con comunidades coralinas degradadas. Las relaciones entre la temperatura del agua de mar y la supervivencia, el crecimiento y la tasa de adhesión de los corales se evaluaron durante un año con 183 fragmentos monitoreados cada mes. Resultados: La tasa media de crecimiento coralino fue de 3.3 ± 0.1 mm mo-1, con tasas de crecimiento anual en largo y ancho de 39.9 ± 14.2 y 36.5 ± 19.5 mm año-1, respectivamente. La eficiencia de la auto-adherencia fue del 78 % y la tasa de supervivencia fue alta (84 %). La tasa de crecimiento difirió significativamente entre los arrecifes. Conclusiones: Al monitorear directamente los corales fragmentados durante un año, las tasas de crecimiento se consideraron lo suficientemente altas como para merecer una restauración activa en la región. Sin embargo, nuestros datos muestran que las diferencias estructurales y abióticas y la variabilidad estacional deben considerarse en general en las iniciativas exitosas de restauración de comunidades de coral a largo plazo en la región del Pacífico oriental.